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专利号: 2024113976881
申请人: 智慧(如皋)高压开关有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2026-06-04
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种智能真空断路器监控系统,其特征在于,所述系统包括:

振动趋势解析模块通过收集真空断路器设备运行时的振动数据,进行频率分析和振幅分析,并结合历史维护记录,构建磨损趋势预测结果;

磨损诊断预警模块应用所述磨损趋势预测结果对真空断路器机械部件的磨损发展趋势进行预测,识别磨损加速部件,生成磨损关键部件预警信息;

微变分析与识别模块基于所述磨损关键部件预警信息,分析振动数据中的异常波动,识别真空断路器设备的状态变化,形成设备变化分析结果;

故障检测阈值优化模块依据所述设备变化分析结果,动态调整故障检测阈值,匹配真空断路器设备当前运行状态和环境变化,得到调整后的故障检测阈值;

运行状态实时监控模块利用所述调整后的故障检测阈值对真空断路器设备进行实时监测,反馈设备当前运行状态,生成实时状态监测结果;

设备故障响应模块根据所述实时状态监测结果,当监测数据超过所述调整后的故障检测阈值时,即时触发故障预警,指示故障类型和位置,形成故障预警与响应策略。

2.根据权利要求1所述的智能真空断路器监控系统,其特征在于,所述磨损趋势预测结果包括振动频率变化趋势、振动幅度异常指标和历史维护周期对比,所述磨损关键部件预警信息包括关键触点磨损速度、驱动组件磨损状态和绝缘材料老化速率,所述设备变化分析结果包括周期内频率波动敏感度、振幅异常波动指数和振动模式变化特征,所述调整后的故障检测阈值包括匹配环境变化的频率阈值、振幅异常阈值和振动模式识别阈值,所述实时状态监测结果包括当前运行电流监测值、电压波动数据和振动特征实时分析,所述故障预警与响应策略包括故障类型紧急级别分类、故障位置定位和预定故障响应措施。

3.根据权利要求1所述的智能真空断路器监控系统,其特征在于,所述振动趋势解析模块包括:振动信号收集子模块收集真空断路器运行时部署在关键机械部位,包括触头、操作杆和绝缘支架多项振动数据,生成振动信号数据集;

振动模式识别子模块基于所述振动信号数据集,进行信号处理,分析频率分布和振幅大小,识别多种振动模式,包括正常运行模式和磨损或松动多种原因导致的异常振动模式,生成振动模式差异分析结果;

维护历史对比子模块将所述振动模式差异分析结果与真空断路器设备的历史维护记录进行对比分析,通过GM(1,1)模型识别振动趋势与过去发生的磨损或故障模式之间的关联,构建磨损趋势预测结果。

4.根据权利要求3所述的智能真空断路器监控系统,其特征在于,所述GM(1,1)模型按照改进的公式I:;

进行趋势预测和误差分析,校正模型参数匹配当前振动数据,生成磨损趋势预测结果;

其中,表示原始数据序列,表示累加生成序列,表示时间序列的步长,表示发展系数,表示基于设备年龄的调整系数,表示灰色作用量,表示温度偏差权重系数,表示监测期间的平均温度,表示设备的最佳运行温度,表示负载偏差权重系数,表示当前负载,表示正常运行负载。

5.根据权利要求1所述的智能真空断路器监控系统,其特征在于,所述磨损诊断预警模块包括:磨损进度评估子模块基于所述磨损趋势预测结果,对真空断路器内的触头、操作杆多个机械部件的磨损数据进行分析,计算其磨损速度和磨损程度,并分析每个部件的磨损进度,生成磨损状态分析结果;

关键部件监测子模块利用所述磨损状态分析结果,对真空断路器设备中磨损速度上升的部件实施连续监控,通过对比振动数据的时间序列变化,识别磨损发展的关键部件,生成关键部件磨损记录;

维护需求预测子模块结合所述关键部件磨损记录和真空断路器设备过去的维护历史,预测未来出现的维护需求,包括触头更换或操作杆调整的时间点,生成磨损关键部件预警信息。

6.根据权利要求1所述的智能真空断路器监控系统,其特征在于,所述微变分析与识别模块包括:波动异常侦测子模块基于所述磨损关键部件预警信息,对振动数据进行时间序列分析,标记真空断路器设备中偏离正常运行模式的振动频率和振幅点,反映潜在的设备磨损或故障,生成振动异常标记;

设备状态追踪子模块利用所述振动异常标记,追踪并记录真空断路器设备的关键运行参数变化,包括操作周期中的电流和电压变化,以及温度趋势多项数据,绘制设备状态随时间的演变过程,生成设备运行状态轨迹;

变化指标归纳子模块综合所述设备运行状态轨迹,提取反映真空断路器设备整体健康状况的关键运行指标,包括设备性能波动和潜在故障预警信号,得到设备变化分析结果。

7.根据权利要求1所述的智能真空断路器监控系统,其特征在于,所述故障检测阈值优化模块包括:环境适应性分析子模块基于所述设备变化分析结果,判断真空断路器设备运行环境的变化,通过矩估计法计算多项统计指标,分析环境变化对故障检测敏感度的影响,生成环境因素影响分析结果;

阈值调节决策子模块利用所述环境因素影响分析结果,评估当前故障检测阈值是否能够反映真空断路器设备的当前运行状态,结合设备的运行数据和故障历史,确定需要调整的故障检测阈值,生成故障检测阈值调整方案;

更新阈值设定子模块根据所述故障检测阈值调整方案,重新设定故障检测阈值,得到调整后的故障检测阈值。

8.根据权利要求7所述的智能真空断路器监控系统,其特征在于,所述矩估计法按照改进的公式II:;

计算多项统计指标,分析环境变化对故障检测敏感度的影响,生成环境因素影响分析结果;

其中,为调整后的均值,为调整后的方差,为调整后的偏度,为调整后的峰度,、、为环境影响调整系数,为权重系数,分别代表温度、湿度、负载对均值、方差、偏度、峰度的影响程度,、为当前环境下的温度、湿度、负载值,、为参考环境条件下的温度、湿度、负载值,以及温度和湿度的平均值。

9.根据权利要求1所述的智能真空断路器监控系统,其特征在于,所述运行状态实时监控模块包括:运行参数记录子模块基于所述调整后的故障检测阈值,实时捕获真空断路器设备当前的关键运行参数,反映设备即时工作状况,形成实时关键参数数据集;

运行状况实时分析子模块采用所述实时关键参数数据集,对真空断路器设备的运行状态进行连续监控,分析参数之间的关系以及与预定阈值的偏差,识别运行状态的变化或异常趋势,生成运行状态异常分析结果;

监测反馈汇总子模块整合所述运行状态异常分析结果的全部数据,判断真空断路器设备运行的整体健康状况,并对监控的问题进行分类和优先级排序,得到实时状态监测结果。